Фотограмметрия. Введение

1. Фотограмметрия введение

кафедра фотограмметрии
Фотограмметрия
введение
ЛИТЕРАТУРА
1. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. М.: МИИГАиК, 2008.
Запрос в интернете: фотограмметрия Краснопевцев.
2. МИХАЙЛОВ А.П., ЧИБУНИЧЕВ А.Г. Фотограмметрия. МИИГАиК, 2016
3. Даргель А.В. Курс лекций по фотограмметрии. СДО МИИГАиК.
Дополнительная:
1. https://deep-review.com/articles/smartphone-camera-for-dummies-2/
2. https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-teorii-perspektivy-kak-sredstva-vizualizatsii-arhitekturnogoobekta/viewer
3. https://habr.com/ru/articles/709378/
зав. кафедрой Даргель Александр Витальевич

2. Фотограмметрия как наука

Фотограмметрия («фотос» – свет, «граммас» – запись,
«метрас» – измерять)
Фотограмметрия определяет формы, размеры и положение
объектов по их фотографическим изображениям.

3.

Фотограмметрия – это "искусство, наука и технология
получения достоверной информации о физических
объектах и окружающей среде путем процесса
записи, измерения и интерпретации
фотографических изображений, изображений
моделей электромагнитного излучения и других
явлений".
Основная задача фотограмметрии заключается в
установлении математической зависимости между
координатами объекта на местности и координатами
этого же объекта на двух или более снимках

4. Применение фотограмметрии

-в геодезии и картографии (для
создания планов и карт);
-в строительстве (для
контрольных измерений и
исследования деформации
сооружений);
-в архитектуре (для съемки
исторических памятников);
-в астрономии и космонавтике
(для определения положения
космических объектов и
картографирования планет);
-в военно-инженерном деле (для
определения координат цели,
траектории и иных параметров )
Фотограмметрическая обработка
фотоснимков позволяет выявить:
месторождения полезных ископаемых
и их границы,
определить интенсивность движения
городского транспорта,
параметры деятельности вулканов,
параметры движения ледников,
характеристики объектов микромира;
изменения в теле человека
расположение древних дорог и
сооружений

5. История фотограмметрии

Теоретическая база
фотограмметрии основана на
принципах передачи перспективных
изображений на плоскость,
разработанных в Древней Греции и
совершенствованных в эпоху
Возрождения.
В 1759 г. немецкий математик
И.Г.Ламберт (I.H.Lambert),
используя принцип
пространственной засечки, изложил
теоретические основы
перспективных изображений
объектов
В 1839 г. француз Л.Ж.Дагер
(L.J.Daguerre) и англичанин Ф.Талбот
(F.Talbot) объявили о разработанных
ими способах получения
фотоизображений в камере-обскура, а
английский астроном Д.Гершель
(J.Herschel) впервые применил термин
фотография.

6. Основные события в истории фотограмметрии

камера-клара XVII в
стереоавтограф 1908 г.
(использование до 70-х годов)
первый аналитический прибор
1956 г.
зеркальный стереоскоп 1838 г.
стереопроектор Романовского
использование с 1956 г. до 00-х
21 века
фототеодолит 1859 г.
цифровые
фотограмметрические
станции 90-е гг 20 в. – 21 в.

7. Принципиальное устройство фотокамеры

8. Фокусное расстояние

9. Упрощенная модель фотокамеры

10. Элементы одиночного аэроснимка

Снимок центральной проекции
Система координат снимка
|ОSo| – главный луч
x = о m’
о – главная точка снимка
y = m’ m
|So| – фокусное расстояние

11. Аэро- и космическая фотосъемка

Аэрофотосъемка – комплекс работ для получения топографических планов,
карт и цифровых моделей местности с использованием материалов
фотографирования местности с летательных аппаратов или из космоса.
Материалы аэросъемки являются основой для составления планшетов, планов,
схематических карт и других графических документов, служащих для решения
оперативных задач и для планирования долговременных мероприятий в лесном
хозяйстве.
Виды аэрофотосъемки
(по конструктивным особенностям АФА)
1. Кадровая (серия отдельных кадров);
Щелевая (щелевой снимок - в виде сплошной «ленты» вдоль маршрута
Панорамная (прямоугольные снимки с большим поперечным углом поля зрения)
( по высоте полета летательного аппарата)
1. Космическая съемка земной поверхности (первые сотни км) выполняется с
искусственных спутников Земли.
2. Аэрофотосъемка (АФС) выполняется с самолетов и вертолетов:
2а – высотная (5-10 км).
2б – стандартная (1-5 км).
2в – низковысотная (100-300 м)

12.

(по использованию зон спектра)
1. Цветная – снимки получают в естественных цветах местности;
2. Черно-белая – снимки получают в оттенках серого. Это позволяет снять
излишнюю пестроту изображения территории, сохраняя фототон –
интенсивность серого цвета и фактуры изображения.
3. Спектрозональная – с помощью фильтров получают снимки определенных
частей спектра и раскрашивают их в условные цвета. Технология позволяет
совмещать и комбинировать изображения отдельных частей видимого спектра.
4. Радиолокационная – получение изображения по отраженным от точке
местности радиоволнам – всепогодная съемка.
5. Инфракрасная (тепловая) – с помощью тепловизоров.
6. Многозональная –сразу несколькими синхронно работающими камерами.
(по способу организации работ)
1. Маршрутная. Разновидность плановой съемки. Производится вдоль
определенных направлений, долин рек, горных дорог и т.д.
.
2. Площадная (многомаршрутная) –основной вид съемки при изысканиях
площадных и линейных объектов.
3. Комбинированная. Сочетание АФС с одним из видов наземной
топографической съемки.

13. по положению оптической оси АФА

1. Плановая. Фотографирование
производится в вертикальном
направлении, сверху вниз, с отклонением
от вертикали не более 3º. Этим видом
съемки покрывают большие территории,
пролетая над ней галсами (залетами).
Обычно залеты имеют широтную
ориентировку.
Это наиболее часто используемый вид
съемки.
2. Перспективная. Съемка производится
под острым углом к горизонту. Используется
обычно для съемки больших участков
крутых склонов в условиях горной
местности.

14. Оптический диапазон дистанционного зондирования (ДЗЗ) Земли и планет

15. Виды съемочных систем

16. Отечественные космические системы ДЗЗ

17. Режимы съемки КА Ресурс-П

18. ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ФОТОГРАММЕТРИИ

1. Проекцией точки объекта является точка
2. Проекцией прямой линии объекта является
прямая линия
3. Проекциями прямых линий, лежащих на
проектирующих лучах, которые проходят через
центр проекции S, являются точки.
4. Взаимно параллельные прямые линии в
зависимости от их ориентации в пространстве
изображаются либо параллельными, либо
сходящимися в одной точке.
На плоскости Р линии сетки, параллельные линии
направления съемки (ЛНС), будут изображаться
сходящимися на линии горизонта ii в точке схода I,
а линии сетки, перпендикулярные ЛНС, будут
изображаться параллельными, но расстояния между
ними будут сокращаться по мере приближения к линии
горизонта ii.

19.

Перспективы вертикальных линий на плоскость
аэрофотосъемка
наземная съемка
В первом случае изображения вертикальных линий L1, L3, L4 будут лежать в плоскости Р на линиях l1, l3, l4,
расходящихся из одной точки n, называемой точкой надира, которая согласно свойству 3 центральной проекции
является проекцией вертикальной линии L2, совпадающей с проектирующей линией, проведённой из центра проекции S
перпендикулярно к плоскости Е.
Другой особенностью проекций вертикальных линий является то, что у изображений линий L1, L2 и L3, расположенных
выше плоскости Е, вершины будут лежать на направлениях от точки надира n, а у линии L4, расположенной ниже
плоскости Е, вершина будет лежать на направлении к точке надира n. Согласно этой особенности центральной
проекции строения, деревья, горы, холмы и т.п. изображаются с опрокинутыми вершинами от центра снимка (точки
надира). В то же время ямы, провалы изображаются со смещением нижних точек в сторону точки надира. Этот случай
соответствует аэрофотосъёмке.
Во втором случае (рис. 2.4-б), когда плоскость Р перпендикулярна к плоскости Е, вертикальные линии L1 и L2
будут изображаться на плоскости Р параллельными линиями l1 и l2 как относительно друг друга, так и относительно
линий L1 и L2. Этот случай соответствует наземной фотосъёмке.

20. Основные элементы центральной проекции

Р - плоскость наклонного снимка картинная плоскость;
Е - горизонтальная (предметная)
плоскость;
Р0 - плоскость горизонтального
снимка, параллельная плоскости Е;
V - главная вертикальная
плоскость, проведённая через
главный оптический луч SO и
отвесную линию SN;
S - центр проекции, в котором
сходятся оптические проектирующие
лучи. Из него получены наклонный Р
и горизонтальный Р0 снимки.
о - главная точка наклонного снимка - точка пересечения главным оптическим лучом SoO плоскости P;
So = f - фокусное расстояние наклонного снимка;
SN = Н - отвесная линия - перпендикуляр к горизонтальной плоскости Е, вдоль неё измеряется высота фотографирования Н;
ii - линия горизонта, её видно только на перспективных снимках;
α- угол наклона снимка P, определяет отклонение главного оптического луча SO от отвесной линии SN, лежит в вертикальной плоскости V,
проведённой через отвесную линию SN и главный оптический луч SoO;
hchc - линия неискажённых масштабов - линия пересечения наклонного Р и горизонтального Рo снимков;
с - точка нулевых искажений - точка пересечения главной вертикали vv и линии неискажённых масштабов hchc. Расстояние этой точки от
главной точки как на наклонном, так и на горизонтальном снимках oc = -noc = -f tg0,5 о;
n - точка надира на наклонном снимке - точка пересечения этого снимка отвесной линией SN. В точке надира сходятся изображения линий,
перпендикулярных к плоскости Е (например, изображения деревьев, линии углов зданий. Расстояние этой точки от главной точки on = -f tgao;